2024年激光雷达专题研究:迈向高阶智能化关键,前瞻布局把握行业脉搏

  • 来源:上海证券
  • 发布时间:2024/04/15
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一、行业概览:迈向高阶智能化之基石,终端需求空间广阔

市场动态

进入2023年,激光雷达进展迅速。2023年本土激光雷达行业利好频出,2024开年禾赛科技更是宣布了2023年末12月实现单月5万台交付成绩, 有效提振了市场信心。

激光雷达发展历程

国产激光雷达厂商于2016年开始入局。激光雷达诞生初期主要应用于科研及测绘项目,并随着技术发展逐步在工业探测和 无人驾驶项目上试点。激光雷达的技术架构持续更新,从单点激光扫描到多线激光,从复杂的机械式逐步向半固态、固态 式演进。目前激光雷达的主要终端为无人驾驶以及机器人等领域,主流新能源车企与激光雷达厂加速推进激光雷达的商业 化落地,激光雷达技术也在持续向芯片化、阵列化发展。

产业链概览

产业链简介。激光雷达的上游主要包括激光发射、激光接收、信息处理和扫描系统核心部件制造;中游主要是如禾赛科技、图达通等激光雷 达整机厂商;下游主要为应用领域,包括无人驾驶、机器人、高精度地图、测绘等。本土激光雷达厂商在近年来积极布局与本土车企的合作, 实现了较多前装量产。

本土产业链逐步完善。当前我国已有如禾赛科技、图达通等在行业内具有较高市占率的激光雷达厂商,此外本土企业也已基本覆盖上游的核 心零部件如光学镜片、光源模块等光学组件以及扫描用振镜、接收组件等,我们认为,当前国内已逐步形成了完善的激光雷达产业链,助力 国产激光雷达走向世界。

激光雷达主要应用于高阶辅助驾驶及机器人领域

激光雷达主要应用于以高级辅助驾驶(ADAS)、车联网为主的车用以及机器人等领域。根据灼识咨询的预测,激光雷达车端市场规模在 2023年达到百亿后有望在2025年突破千亿规模。车用领域所应对的场景复杂度更高,激光雷达的性能要求则会相对较高,其演进路径是从L4 级测试车辆到高端乘用车前装搭载,待成本足够合理时向平价汽车过渡。激光雷达在机器人端的应用主要是一些应用场景相对简单的封闭园 区。目前激光雷达正处于高端乘用车前装搭载,这一时期重点比拼车企端交付和工程化落地,同时逐步开启价格竞争。

二、发展态势:“精准”取胜,技术路线持续优化

雷达是高级驾驶辅助系统的核心

雷达是智能驾驶感知系统的核心。高级辅助驾驶系统(ADAS)主要包括感知系统(感知层)、计算分析(决策层)、控制执行(执行层)三 大模块,其中感知是智能驾驶的先决条件,其探测的精度、广度与速度直接影响智能驾驶的行驶安全。以各类传感器为主的感知系统采集的 信息会经由决策层处理分析后给出动力供给、方向控制等操作,最终实现自动驾驶。 

激光雷达凭借优异综合性能,作用逐步凸显。感知系统路线有摄像头、超声波雷达、毫米波雷达以及近年来应用逐渐呈增长趋势的的激光雷 达,从信通院给出的方案对比(右下)来看,我们认为激光雷达具有更强的综合性能,且随着智能驾驶技术的发展,车载激光雷达已被认为 是L3级以上自动驾驶必备传感器。

高级驾驶辅助系统的主要路线

激光雷达的主要优点在于探测精度高、探测范围广。摄像头方案商用普及较早,能够获取到丰富的色彩和细节信息,但成像受制于环境光线。 而超声波方案虽然成本较低,但由于感知距离较近且易受环境影响,因此主要用于停车辅助。而毫米波雷达虽有更强的抗干扰能力,但感知 精度并不理想,不具备图像级的成像能力。综合来看,激光雷达探测精度高、范围广、稳定性强,并能够对周围环境进行实时3D建模,因此 成为当前重要的感知方案。

特斯拉与纯视觉方案。特斯拉是采用纯视觉方案的典型,然而看似充分考量性价比后摒弃激光雷达所采取的低成本方案,其背后则是有着特 斯拉强大的自动驾驶算法以及海量的视频训练数据支撑:截至23年底,特斯拉FSD(Full Self-Driving,完全自动驾驶)累积行驶里程已超5 亿英里,Autopilot使用里程已经超过90亿英里。特斯拉的自动驾驶系统每天可以接收到车队回传的1600亿帧视频数据,支持神经网络训练; 此外,特斯拉坚持自研的自动驾驶芯片及围绕算法训练搭建的超算中心也是构筑强大自动驾驶算法壁垒的关键。我们认为,纯视觉方案从硬 件成本角度看或许是当下的高性价比选择,但包括算法、路测、云计算、数据标注、仿真训练和系统软件的“隐性成本”不容忽视。

4D毫米波雷达的出现为毫米波雷达路线提供了新方向。传统毫米波雷达由于角分辨率问题,导致对于多目标物的识别、分类能力要落后于激 光雷达。但随着具有高分辨率、低成本(较激光雷达)4D毫米波雷达的出现,通过强化四维环境感知,在一定程度上强化了毫米波雷达在小 目标探测上存在的缺点,因此当前也有很多厂商出于综合性价比考虑推动4D成像毫米波雷达的上车。

激光雷达模块结构及BOM拆解

系统结构。从结构上看,车载激光雷达由发射激光的发射模块、对特定区域进行扫描的扫描模块、探测回光的接收模块和对 点云数据进行处理并反馈的控制模块,且各部分结构也可进一步细分为不同技术方案。目前激光雷达主流分类方案是根据扫 描系统机械结构的差别划分为机械式、混合固态式以及固态式。结合激光雷达BOM,激光雷达光电系统构成了激光雷达成 本的核心。且发射和接收模组又包含多个激光发射器、光学镜头、探测器,体积和重量远高于测时及控制模组。目前,随着 激光雷达性能和需求规模逐步提升,对厂商而言将分立光学芯片及其配套元器件高度集成,能够有效改善产品形态及生产工 艺,同时推动的产能扩张和产品降本。

三、行业动态:定点&出货持续加速,本土厂商强势引领

从安全性向功能性转变,NOA加速激光雷达上车进度

各新势力车企相继公布领航辅助驾驶(即NOA或其他名称) 开放时间,激光雷达作为重要组成部分重要性持续提升。如 今,领航辅助驾驶已逐渐从高速高架等场景向通勤以及城市 全区域渗透,激光雷达重要性逐步显现。结合各新势力车企 的车型规划,城市NOA功能有望在进入2024年后进入全面提 速期,激光雷达的上车进度也有望进一步加快。

新势力车企激光雷达搭载车型推出进度持续加快。随着国内智能驾驶的发展,特别是高速/城区NOA驶入“快车道”,激 光雷达上车量大幅提升。根据佐思汽研最新数据,2023年1-7月,国内乘用车前装标配激光雷达20.2万台,同比增长 523.3%,预计全年超过35万台。据佐思汽车研究院统计,2022年全年,国内新增搭载激光雷达车型共计18款;进入2023 年,又有更多搭载激光雷达的车型推出,激光雷达的上车进程持续加快。

本土厂商强势引领,影响力持续增强

激光雷达加速上车,本土厂商成为定点主力。从2021年开始,主流车企便开启激光雷达上车进程,到2022年已有超过10万搭载激光雷达的车 型量产交付。在2023年上海国际车展上,有近40款车型配备了激光雷达,其中速腾聚创凭借18款搭载车型领先于同行。在本次车展上,速腾 聚创、禾赛科技、图达通等激光雷达本土供应商表现亮眼。

中国市场国产前装标配激光雷达交付量快速增长。据盖世汽车研究院统计,2023年1-5月,本土激光雷达装机量为13.14万颗,其中禾赛科技 以近6.5万颗的装机量排名本土第一。2023年1-9月,根据高工智能汽车研究院给出的实际搭载交付数据来看,本土乘用车前装标配激光雷达 交付已快速增长至超过30万颗。

持续加强激光雷达在车用领域的渗透,本土厂商已具有相当的国际影响力。据Yole Intelligence统计数据显示,2021年全球乘用车领域激光 雷达市场规模仅为0.44亿美元,到2022年快速增长至1.69亿美元,禾赛科技与图达通2022年市占率分别为23%和28%;在无人驾驶出租车 领域,禾赛科技也进一步巩固了自身的市场地位,其市占率来到67%。据中商产业研究院援引Yole数据显示,营收规模来看,2022年禾赛 科技、图达通、速腾聚创以及览沃科技四大本土主力共占有全球约73%的市场份额。我们认为,新势力车企对激光雷达的大力支持是推动 全球激光雷达快速放量以及本土厂商抢占市场份额的核心动力,中国庞大的需求市场也将为激光雷达提供发展沃土。据汽车之心预测, 2023全年激光雷达出货有望突破50万颗。

四、关注本土雷达厂进度,前瞻布局产业链核心节点标的

禾赛科技

禾赛是全球顶尖的激光雷达解决方案供应商。据Yole数据表明,2022 年禾赛科技的激光雷达产品全球市占率已达到47%,并于2023年12 月首次实现单月5万台的交付数据,截至2023年12月累计交付量突破 30万台。自2022年开启量产交付后,拳头产品AT128已累计获得来 自15家主流汽车厂商及Tier-1客户超过50款车型的前装量产定点。公 司的核心客户包括理想、高合、上汽、长安等主流车企。我们认为, 借助自身优质的客户渠道和本土庞大的市场,公司营收有望持续增长。

禾赛科技的产品矩阵已经有针对性的对ADAS、自动驾驶、机器人等 领域实现了全面覆盖。目前,禾赛科技的产品矩阵已从最初的Pandar 系列逐步拓展至QT、AT、FT以及XT。公司技术持续革新、产品线逐 步丰富,2023年四季度以来又相继宣布与哪吒、零跑及长城汽车达成 AT128系列量产定点,市场影响力持续扩大。

积极推动芯片化设计及专用芯片(ASIC)的自主研发助推激光雷达降本。对激光雷达而言,芯片化设计能够通过将激光雷达各个复杂的控制、 转化及处理电路进行高度集成,实现对上百个激光发射/接收通道的高质量控制和运算,最终实现元器件数量的减少和结构简化,助推降本;且 由于更加简化的结构带动的装配步骤减少、光学校准更具整体性,使得在生产时能够提高自动化程度和生产效率,进一步降低生产成本。同时 禾赛自2017年起布局自主研发激光雷达专用芯片(ASIC),并通过推进模块化设计打造高度集成芯片,产品代际也在向V4.0演进。

平台化设计+自动化工厂全力支持量产降本。公司深度发掘优秀产品架构并充分衍生,实现最大化共享技术成果、共享物料供应链、共享制造 生产线。并通过自建工厂,保证从源头上把控各个生产环节,及时优化、改善生产流程,保证产品高质量和大规模交付。

速腾聚创

速腾聚创是全球业内最早布局自主芯片技术、也是全球最早实现车规 级固态激光雷达量产的激光雷达公司。截至2023年12月18日,速腾聚 创已取得62款车型的前装量产定点订单,并成功助力12家整车厂及 Tier1客户的24款车型开启大规模量产交付。截至2023年10月底,速腾 聚创已累计交付约220,000台激光雷达。在机器人及其他应用领域,速 腾聚创已为约2,200家客户提供服务。到23H1,速腾聚创实现产品营收 2.35亿元,应用于ADAS端产品营收占比(44.65%)也已超越机器人 及其他领域,成为公司核心业务。

群星环绕,速腾聚创的豪华“朋友圈”助力公司业务拓展。速腾聚创 已逐步构建起全产业链资本生态,囊括自主品牌车企集团、造车新势 力,以及供应链龙头、头部Tier 1和专业投资机构等。公司也于2024年 1月正式登陆港交所主板,总市值超190亿港元。

炬光科技

炬光科技正在面向智能驾驶激光雷达(LiDAR)等汽车创新光子应用领域进行产品开发和核心能力建立。在本报告关注领域,公司主要为固 体、光纤激光器生产企业和激光雷达整机企业提供核心元器件及应用解决方案,并在激光雷达发射模组,激光雷达面、线光源及光学组件形成 了完善的产品矩阵。公司目前拥有车规级激光雷达发射模组设计、开发、可靠性验证、批量生产等核心能力,并通过首个汽车量产项目积累了 大量可靠性设计及验证经验,目前已与北美、欧洲、亚洲多家知名企业达成合作意向或建立合作项目。

近年来营收稳步增长,技术实力受到广泛认可。核心业务半导体激光产品&激光光学业务保持稳定增长,毛利率在2020-2022年始终处于50% 以上,2023年受市场环境变动及价格竞争有一定程度下降。公司在全固态&混合固态激光雷达发射端产品均有布局,于2016年起开始研发的 高峰值功率固态激光雷达面光源已与汽车客户签订供货合同,现已进入批量生产阶段。同时公司还于2023年12月4日公告获得了某欧洲知名汽 车 Tier 1 客户激光雷达线光斑发射模组项目的正式定点函。

报告节选:


(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)

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